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Tipo de Documento: Dissertação
Título: Adsorção de CO2 em carvão ativado produzido a partir de endocarpo de coco (Cocos nucifera L)
Autor(es): Araújo, Paulo Cardozo Carvalho de
Data do documento: 28-Fev-2018
Orientador: Marques, José Jailton
Coorientador: Santos, Edilson de Jesus
Resumo: Uma temática bastante consolidada no âmbito do controle da poluição industrial volta à tona com grande enfoque na pesquisa científica mundial: a separação de dióxido de carbono de correntes gasosas, conhecida como captura e sequestro de CO2, com o objetivo de evitar o aumento da sua concentração na atmosfera terrestre, uma vez que esse poluente intensifica o efeito estufa. Nesse contexto, o uso de sistemas de captura de CO2 baseados na adsorção é foco de diversos projetos de pesquisa, todos com propósitos de conciliar a síntese de materiais adsorventes de baixo custo com o elevado desempenho na captura de dióxido de carbono. Neste trabalho, estudou-se a adsorção de CO2 pelo carvão ativado produzido a partir do endocarpo de coco (Cocos nucifera L.), o qual foi caracterizado por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), fluorescência de raios X (FRX), quantificação de grupos ácidos e básicos via método de Boehm, microscopia eletrônica de varredura (MEV), área específica de BET, análise termoanalítica, determinação da umidade, pH e cinzas. Foram realizados ensaios de adsorção pela técnica volumétrica estática em uma coluna de leito fixo, com aquisição online de dados de pressão do sistema com precisão de 10-4 bar, nas temperaturas de 15, 24 e 35°C e pressão inicial de 1,4 a 3,4 bar. A avaliação do equilíbrio de remoção do CO2 foi feita através da análise das isotermas de adsorção, tendo os dados experimentais exibido melhor ajuste ao modelo de Langmuir. O tempo necessário para atingir a saturação do adsorvente foi de 25 minutos, determinado a partir das curvas cinéticas, sendo que o modelo de pseudo-segunda ordem foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais. O carvão ativado produzido apresentou uma boa capacidade de adsorção do CO2, o que pode estar associado à natureza da área superficial, e à presença de grupos orgânicos e inorgânicos aptos a promoverem interações químicas com o dióxido de carbono, mostrando-se inversamente proporcional ao aumento de temperatura do leito de adsorção, sendo a maior quantidade adsorvida encontrada de 76,03 mg g -1 , a 15°C. Os resultados obtidos através dos ciclos de regeneração evidenciaram que a faixa de temperatura regenerativa a partir das análises térmicas do carvão, foi um parâmetro que comprovou a viabilidade do adsorvente produzido, o qual manteve a capacidade adsortiva após três ciclos consecutivos de adsorção/dessorção.
Abstract: A well-established issue in the field of industrial pollution control comes to the fore with a major focus on global scientific research: the separation of carbon dioxide from gaseous currents, known as capture and sequestration of CO2, in order to avoid atmospheric concentration, since this pollutant intensifies the greenhouse effect. In this context, the use of CO2 capture systems based on adsorption is the focus of several research projects, all aiming to reconcile the synthesis of low cost adsorbent materials with the high performance in the capture of carbon dioxide. In this work, the CO2 adsorption by the produced activated carbon from the coconut endocarp (Cocos nucifera L.) was studied, which was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray fluorescence (FRX), quantification of acidic and basic groups by Boehm method, scanning electron microscopy (SEM), specific area of BET, thermoanalytical analysis, determination of humidity, pH and ash. Adsorption tests were carried out by static volumetric technique in a fixed bed column, with online acquisition of system pressure data with a precision of 10-4 bar, at temperatures of 15, 24 and 35 ° C and initial pressure of 1.4 till 3.4 bar. The evaluation of the CO2 removal equilibrium was done by analyzing the adsorption isotherms, to which the experimental data showed a better fit for the Langmuir model. The time required to reach adsorbent saturation was 1500 seconds, determined from the kinetic curves, and the pseudo second order model was the best fit for the experimental data. The produced activated carbon presented a good CO2 adsorption capacity, which may be related to the nature of the surface area, and to the presence of organic and inorganic groups capable of promoting chemical interactions with carbon dioxide, being inversely proportional to the increase of the adsorption bed, with the highest adsorbed amount found being 76.03 mg g -1 at 15° C. The results obtained through the regeneration cycles showed that the regenerative temperature range from the thermal analysis of the coal was a parameter that confirmed the viability of the adsorbent produced, which maintained the adsorptive capacity after three consecutive adsorption / desorption cycles.
Palavras-chave: Engenharia química
Adsorção
Carvão vegetal
Dióxido de carbono
Carvão ativado
Captura de CO2
Adsorption
Activated carbon
CO2 capture
área CNPQ: ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Agência de fomento: Fundação de Apoio a Pesquisa e à Inovação Tecnológica do Estado de Sergipe - FAPITEC/SE
Idioma: por
Sigla da Instituição: Universidade Federal de Sergipe
Programa de Pós-graduação: Pós-Graduação em Engenharia Química
Citação: ARAÚJO, Paulo Cardozo Carvalho de. Adsorção de CO2 em carvão ativado produzido a partir de endocarpo de coco (Cocos nucifera L). 2018. 78 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2018.
URI: http://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/17094
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